《天气学原理》课程教学资源（PPT课件）第五章 天气系统与天气形势的天气学预报方法（5.4）地面形势预报方程

第4节地面天气形势预报 基本方程 设:=1000pa位势高度(地面气压) 团=高空平均层位势高度(500hpa) h=h-h 两层厚度 则=-H。OF 19

第4节 地面天气形势预报 一.基本方程 设： ＝1000hpa位势高度 （地面气压） ＝高空平均层位势高度（500hpa） 两层厚度 则 —— 19 h = H − Ho

代入静力学方程=d和状态方程1=R了 P RT 得到: dz dP Po RT P 20 将20式代入19式得到 ah ohr a paH R P aT n n 21 at at P at g p at

代入静力学方程 和状态方程 得到： —— 20 将20式代入19式得到 —— 21 0 z P z Po RT dz dP Pg = −   1 RT  P = ln ln H P P O o o H R H R T T t t g t t g t P P        = − = −         

由热流量方程 OT at =-.VT(ra-r)o+ 1 dQ c dt 22 将22式代入21式得 aH。OHR.P 1 do n-V7+(a-y)0+ 23 ot ot g P cn dt P 地面形势预报方程

由热流量方程 —— 22 将22式代入21式得： —— 23 地面形势预报方程 ( ) 1 d P T dQ V T t C dt     = −  + − +  ( ) 1 ln O o d P H P H R dQ V T t t g C dt P        = − −  + − +      

讨论23式——地面预报规贝 1.平均层高度变化项 当 dH >0 0 aH。0 a 高空负涡度平流区—地面气旋上升,有利于地面反 气旋发展

二、讨论23式——地面预报规则 1.平均层高度变化项 当 高空正涡度平流区（涡度平流+热成风涡度平流） 有利于地面气压下降——有利于地面气旋发展 当 高空负涡度平流区——地面气旋上升，有利于地面反 气旋发展

2.平均温度平流项尽n2(下r 1当-V.VT>0,暖平流,>0。<0 at 暖平流,地面气压下降—有利于气旋发展 Yr<0,冷平流 冷平流,地面气压上升—有利于反气旋发展

２.平均温度平流项 1) 当 ，暖平流, 暖平流，地面气压下降 ——有利于气旋发展 当 ，冷平流， 冷平流，地面气压上升——有利于反气旋发展 −   V T 0 −   V T 0 ln ( ) R P o V T g P − − 

2)引导气流 地面系统中心一般沿平均层地转风方向移动, 称平均层气流为引导气流 统计经验: 地面的低压中心移动的方向偏于500hpa气流的右侧 地面的高压中心移动的方向偏于500hpa气流的左侧 由于绝热变化项和非绝热变化项对温度平流项有抵 消作用,地面系统中心移速为500hpa风速的50~70%

2) 引导气流 地面系统中心一般沿平均层地转风方向移动， 称平均层气流为引导气流 统计经验： 地面的低压中心移动的方向偏于500hpa气流的右侧 地面的高压中心移动的方向偏于500hpa气流的左侧 由于绝热变化项和非绝热变化项对温度平流项有抵 消作用，地面系统中心移速为500hpa风速的50～70％

平均 低 图5.15平均引导气流

3绝热变化项En(z=x ①大气呈稳定状态 a>0下沉0 a0地面气压上升一一低压减弱 at ②大气不稳定状态 >0下沉2>0地面气压升高一一高压加强 d-y)<0 at <0上升,2<0地面气压下降一-低压加强 at 天气图上 气旋发展条件:1)不稳定;2)上升运动;3)水气充沛

３.绝热变化项 ①大气呈稳定状态 ②大气不稳定状态 天气图上: 气旋发展条件：1）不稳定；2）上升运动；3）水气充沛 ln ( ) o d R P g P − −   

R P 1 do 4.非绝热变化项 n g P Cp dt a)当aoo H 0 at 非绝热加热,温度升高,地面气压下降—有利 于气旋发展 b)当四∠0 OT <0 dt at 非绝热冷却,温度降低,地面气压升高——有利 于反气旋发展 天气图上:「冷的下垫面有利于地面反气旋形成,发展 暖的下垫面有利于地面气旋形成,发展

４.非绝热变化项 a)当 非绝热加热，温度升高，地面气压下降——有利 于气旋发展 b)当 非绝热冷却，温度降低，地面气压升高——有利 于反气旋发展 天气图上： 冷的下垫面有利于地面反气旋形成，发展 暖的下垫面有利于地面气旋形成，发展 0 , 0 , 0 dQ T H o dt t t        0 , 0, 0 dQ T H o dt t t        1 ln o P R dQ P g C dt P −